8.3 Разряды статического электричества

Разряды статического электричества возникают, как правило, при выравнивании потенциалов тела человека, предметов и ком­понентов, заряженных статическим электричеством с заземлен­ным окружением.

Различают прямые разряды (например, разряд с тела человека при касании клавиатуры компьютера, телефона с запоминающим устройством, устройства считывания с кодовых карточек), а так­же косвенные разряды (например, разряд с тела человека через тележку с измерительными приборами, проводящую настольную плиту, торшер [Л.]).

В то время как в первом случае незаземленные части (напри­мер, входы полупроводниковых приборов) через гальваническую связь могут получать напряжение относительно земли до несколь­ких киловольт и выйти из строя, в последнем случае магнитные и электрические поля, связанные с косвенными разрядом, ин­дуктируют в соседних, неэкранированных приборах напряжения и токи помех, которые тоже могут приводить к необратимым нарушениям.

Мерами противодействия при разрядах статического электри­чества являются:

• устранение возможности появления зарядов статического электричества при наличии антистатических полов, антистатической одежды (хлопок вместо искусственных волокон и меха), регулирования влажности воздуха (относительная влажность должна быть больше 50%);

• повышение помехоустойчивости приборов за счет металлических экранирующих корпусов, пластмассовых корпусов с металлизацией или проводящим покрытием, использование помехоустойчивых элементов со встроенными защитными диодами;

• безопасный отвод зарядов статического электричества (например, при неизбежном контакте с чувствительными элементами на производстве) посредством проводящих упаковки и контейнеров [Л.], рабочих столов (высокоомно заземленных!), высокоомных уравнительных проводов между частями тела человека и рабочим столом, слабопроводящих полов и слабопроводящей обуви [Л.], преднамеренного касания заземленных предметов перед прикосновением к чувствительным элементам и платам.

8.4 Защита сети электропитания

Воздействие на сеть, вызываемое коммутируемыми блоками питания, коммутационной аппаратурой, выпрямителями силовой электроники, является образцовым примером передающихся по проводам помехам. Несинусоидальный ток, потребляемый одним единственным мощным потребителем, может исказить форму кривой напряжения сети и этим причинить вред многочисленным средним и малым потребителям. Большое количество маломощных потребителей, если их действие происходит синхронно (телевизионные приемники), может вызвать заметное влияние на сеть.

Содержащиеся в несинусоидальных токах гармоники Iυ вызывают на пропорциональных частоте реактивных сопротивлениях ω_υL = υωL падения напряжения, и потому даже небольшой ток высокой частоты может вызвать заметное падение напряжения.

Дальнейшее усиление воздействия на сеть происходит, если параллельно потребителю включены емкости Ср для компенсации реактивной мощности. Они образуют совместно с реактивностью сети заграждающий контур, в котором при резонансе не только возникают очень сильные перенапряжения, но и в сеть через емкость могут течь очень большие токи, (рис. 8.7).

Рис. 8.7 – Повышенная реакция на сеть компенсированных нелинейных потребителей

Согласно нормативным документам ("Общие условия элект­роснабжения потребителей") с одной стороны, электростанции обязаны поддер­живать напряжение и частоту возможно более постоянными, так чтобы общие потребители могли нормально функционировать, с другой стороны установки потребителей должны эксплуатиро­ваться так, чтобы были исключены помехи другим потребителям и воздействия на оборудование электростанций.

Выработка и контроль за определенным качеством напряже­ния вменяется в обязанность преимущественно эксплуатацион­никам сетей, которые по меньшей мере должны сдерживать под­питку высшими гармониками, производимую их многочислен­ными анонимными малыми потребителями. При наличии заведомо мощных генераторов, создающих гармоники, следует стремиться обеспечить ЭМС с учетом экономических и технических интересов всех участников. Предлагаются следующие технические мероприятия [Л.].

В сети: обеспечение малого внутреннего сопротивления сети; компенсация реактивной мощности, в зависимости от нагрузки через исполнительный орган с тиристорным управлением; использование пассивных и активных помехоподавляющих контуров;

у потребителя: повышение частоты пульсаций у выпрямителей; ограничение пусковых токов; составление расписания работы и разнесение во времени работы оборудования, генерирующего гармоники; использование пассивных и активных подавляющих контуров.

Все мероприятия, в основном, сводятся к тому, чтобы сделать возможно меньшим отношение внутреннего сопротивления сети

Zi и полного сопротивления потребителей Znp. соответственно отношение мощности короткого замыкания сети Р_K и максимальной мощности приборов P_{П MAX} —возможно большим. В расчете на наихудший случай необходимо для мощности Р_К принимать минимальное, для Р_{п тах} — максимальное значение. Следующие соотношения считаются при подключении новых потребителей не вызывающими опасений [Л.]:

Колебания напряжения, высшие и промежуточные гармоники

несимметрии напряжения Р_к /Р_{п тах} > 150.

Эти значения ориентировочные. В зависимости от конкретных условий они могут быть иными.

216